DE102016002233A1 - Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Mischkraftstoff - Google Patents

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Abstract

Verbrennungskraftmaschine, vorzugsweise ein Dieselmotor, vorzugsweise mit mehreren Zylindern, nach dem Stand der Technik mit Aufladung, vorzugsweise mit Ladeluftkühlung oder -klimatisierung und gekühlter oder klimatisierter externer Abgasrückführung, vorzugsweise einer Niederdruck-Abgasrückführung und variablen Ventilsteuerzeiten dadurch gekennzeichnet, dass in ihren Brennraum (3) Mischkraftstoff (10), vorzugsweise Dieselkraftstoff gemischt mit LPG in Flüssigphase, und gasförmiger Kraftstoff (7), vorzugsweise LPG in Gasphase (7) in einer Masse unterhalb seiner Selbstentzündungsgrenze, und rückgeführtes Abgas (8), in wechselnden Anteilen eingebracht und verbrannt wird.

Description

  • Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Mischkraftstoff. Ein Dieselmotor, vorzugsweise mit mehreren Zylindern, nach dem Stand der Technik mit Aufladung, vorzugsweise mit Ladeluftkühlung oder -klimatisierung und interner und gekühlter externer Abgasrückführung, vorzugsweise einer Niederdruckabgasrückführung und variablen Ventilsteuerzeiten wird mit Mischkraftstoff, vorzugsweise eine Mischung von LPG (Liquefied Petroleum Gas) und Dieselkraftstoff, betrieben, in dessen Verbrennungsluftzuführung zusätzlich gasförmiges LPG in einer Masse unterhalb der Selbstentzündungsgrenze eingebracht werden kann.
  • Verfahren zum Betreiben von Dieselmotoren nach dem Stand der Technik streben, neben der Reduzierung von Ruß und Partikeln, vorrangig an NOx-Emissionen zu reduzieren, vor allem mit Hilfe von NOx-Speicherkatalysatoren und/oder selektiver katalytischer Reduktion (SCR). Der Einsatz dieser Konzepte ist, beim derzeitigen Stand der Technik, jedoch mit deutlichen Mehrkosten verbunden. Hierzu zählen erhöhter Kraftstoffverbrauch bei Regenerationsvorgängen für Partikelfilter und NOx-Speicherkatalysator, zusätzlichen Additiven bei einigen Partikelfiltertechnologien, mitzuführende Reduktionsmittel, wie Harnstoff beim SCR und die Herstellungskosten der Komponenten, in erster Linie für die dafür verwendeten Edelmetalle.
  • Weiterhin sind die Regenerationsvorgänge durch eine notwendige Anhebung der Abgastemperatur bei niedriger Motordrehzahl und -last nicht ohne weiteres darstellbar, so dass sich für Fahrzeuge, die ausschließlich im Stadtverkehr betrieben werden, weitere Herausforderungen ergeben.
  • Aus den genannten Gründen liegt der Schwerpunkt der Entwicklung des dieselmotorischen Brennverfahrens weiterhin auf der innermotorischen Rohemissionssenkung um Abgasnachbehandlungskonzepte möglichst zu vermeiden bzw. einfacher zu gestalten.
  • In der Patentliteratur beschriebene Verfahren zum Betreiben von Dieselmotoren nach dem Stand der Technik streben aus diesem Grunde vorrangig an, die Aufladung des Dieselmotors mit Verbrennungsluft und die Masse der in die Zylinder rückgeführten Abgase zu beeinflussen, um mit einem geregelten Frischluftmassenstrom die Verbrennung im Brennraum des Motors zu steuern.
  • So beschreibt die WO 2008/131 788 eine Regelung zur Einstellung von NOx-Emissionen im Abgas von Dieselmotoren die mit einer Verbrennungsregelung kombiniert wird.
  • Auch in der DE 10 2012 207 124 A1 wird ein Verfahren beschrieben mit dem über die Regelung der Aufladung Einfluss auf das Abgas genommen wird.
  • In der WO 2014/095 234 wird vorgeschlagen, den Schließzeitpunkt der Einlassventile in Richtung spät nach einem unteren Totpunkt vor einem Kompressionshub zu verschieben und die externe Abgasrückführung mit einem Stellglied derart zu regeln, dass mindestens ein Parameter der Abgasrückführung konstant bleibt.
  • Die WO 2013/087 222 hingegen offenbart ein Verfahren bei der ein Dieselmotor mit einer Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie gekoppelt ist, welcher Dieselmotor durch eine spezielle Ausgestaltung und/oder speziellen Betrieb auch stöchiometrisch mit einem Lambda im Bereich 0,98 < Lambda < 1,02 betrieben werden kann, so dass eine Funktionsfähigkeit eines Dreiwegekatalysators sichergestellt ist, welcher im Abgasstrang des Dieselmotors angeordnet ist.
  • Dieser Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde ein verbessertes Verfahren gegenüber dem Stand der Technik zu beschreiben, mit dem die innermotorischen Rohemissionen des Dieselmotors in allen Betriebsbereichen gesenkt und dadurch Abgasnachbehandlung vermieden bzw. einfacher gestaltet werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach dem Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zielt darauf ab, die, nach der Kraftstoffeinspritzung im Brennraum des Dieselmotors teilweise simultan ablaufenden, Vorgänge der Gemischbildung und Verbrennung so zu gestalten, dass sie sich der HCCI Verbrennung (Homogeneous Charge Compression Ignition) nähern, indem in allen Betriebsphasen eine möglichst gleichmäßig im Brennraum ablaufende Verbrennung mit einer nahezu gleichmäßigen Temperatur im gesamten Brennraum ereicht wird.
  • Dies geschieht mittels mehrerer sich ergänzenden Prozessen. Zuerst durch die Hochdruckeinspritzung eines Mischkraftstoffs, vorzugsweise zusammengesetzt aus verdampfungsträgem Dieselkraftstoff und verdampfungsfreudigem flüssigen LPG, der über das Hochdruckeinspritzventil flüssig in den Brennraum eingespritzt wird. Da das LPG im Brennraum sehr viel schneller verdampft als der Dieselkraftstoff wirkt sich seine hohe Verdampfungsneigung, trotz der kurzen Zeitspanne von nur einigen Millisekunden, die für die Einbringung des Kraftstoffs zur Verfügung stehen, vorteilhaft, im Sinne einer Homogenisierung der Zylinderladung vor Verbrennungsbeginn, auf den Verbrennungsvorgang aus.
  • Das zeigte sich bei einem Vorversuch mit der Einspritzung des Mischkraftstoffs in einen direkt einspritzenden Dieselmotor, bei dem eine Reduzierung der Russbildung in den Abgasrohemissionen von 57% gemessen werden konnte, und das trotz einer gleichzeitigen Erhöhung des Drehmomentes von 52%.
  • Die positive Wirkung des flüssigen Mischkraftstoffs wird verstärkt durch ein gasförmiges Kraftstoffvolumen, vorzugsweise LPG in Gasphase, unterhalb der Zündgrenze, welches der Gasphase im Kraftstofftank entnommen und der Verbrennungsluft über den Ansaugpfad hinzugefügt wird. Durch seinen Dampfdruck kann es sich selbsttätig in die Verbrennungsluft einblasen. Die gute Durchmischung mit der Verbrennungsluft auf dem Ansaugpfad konditioniert diese zusätzlich in Richtung einer verbrennungsförderlichen Homogenisierung der Zylinderladung. Der Anteil des gasförmigen LPGs muss allerdings unterhalb der Selbstentzündungsgrenze bleiben, damit das LPG sich nicht schon beim Verdichten der Verbrennungsluft vorzeitig selbst entzündet. Aus diesem Grunde wird seine Zuführung über eine Regelung, vorzugsweise von einer Klopfregelung, begrenzt und mit der parallel dazu flüssig zugeführten Kraftstoffmasse abgestimmt.
  • Vorteilhaft dabei ist, dass das gasförmige LPG einen Teil überschüssiger Verbrennungsluft verdrängt. Dadurch kann der Anteil rückgeführten Abgases geringer gehalten werden, das die Masse an Verbrennungsluft, die zur Verbrennung des in die Brennkammer eingebrachten Kraftstoffs nicht benötigt wird, ersetzt.
  • Zur Vermeidung kurzzeitigen örtlichen Sauerstoffmangels bei transienter Lastpunktänderung und eines daraus resultierenden NOx-Partikel-Konflikts reagiert die Einspritzregelung in einem ersten Schritt mit geregelter Erhöhung der Zuführung von Verbrennungsluft und gasförmigem LPG in stöchiometrischem Mischungsverhältnis und gleichzeitiger massengleicher Verringerung des rückgeführten Abgases im Brennraum. Kann die erhöhte Lastanforderung durch erhöhte Zuführung von gasförmigem Kraftstoff über den Ansaugpfad nicht mehr erfüllt werden, weil dessen Selbstentzündungsgrenze sonst überschritten würde, wird die Zuführung flüssigen Kraftstoffs erhöht und zwar in einem Maße, dass das gasförmige LPG wieder auf sein Ausgangsniveau zurückgeführt werden kann.
  • Bleibt die höhere Lastanforderung bestehen, wird die Masse des gasförmigen LPGs von dem neuen, höheren Kraftstoffniveau aus erneut bis an seine Selbstentzündungsgrenze hochgefahren. Dieses Wechselspiel zwischen der Kraftstoffmasse gasförmigen LPGs und flüssigem Mischkraftstoff dauert an, bis der geforderte Lastpunkt erreicht ist. Gasförmiges LPG und rückgeführtes Abgas sind dabei Antagonisten, die sich gegenläufig ändern. Die Zunahme des einen Volumens wird durch die Abnahme des anderen Volumens kompensiert. Der transiente Motorbetrieb erfordert dabei eine dynamische Zumessung der AGR. Hierbei optimiert die variable Ventilsteuerung entsprechend dem Atkinson/Miller-Prozeß durch die Kombination von interner und externer AGR mit der Möglichkeit zyklusaufgelöster Abschaltung der internen AGR-Rate die AGR-Dynamik.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Die 1 zeigt schematisch eine Verbrennungskraftmaschine mit ladeluftgekühlter Aufladung, einem Abgasreinigungssystem, einer äußeren, gekühlten Abgasrückführung, einer Steuervorrichtung, einem Einspritzventil für einen flüssigen Kraftstoff und einem Einblasventil für einen gasförmigen Kraftstoff.
  • In der 1 wird schematisch eine Verbrennungskraftmaschine dargestellt die einen Zylinder 1 und in dem Zylinder 1 einen Kolben 2 aufweist. In den Brennraum 3 der Verbrennungskraftmaschine wird über eine Luftzuführung 4 ein Gemisch 5 von Verbrennungsluft 6, gasförmigem Kraftstoff 7 in einer Masse unterhalb der Selbstentzündungsgrenze und rückgeführtem gekühlten oder klimatisierten Abgas 8 eingebracht und verdichtet. Am Ende des Verdichtungshubes wird in das verdichtete Gemisch 5 über ein Hochdruckeinspritzventil 9 ein Mischkraftstoff 10 mit Hochdruck flüssig eingespritzt, der sich an dem erhitzten Gemisch 5 entzündet und zusammen mit dem gasförmigen Kraftstoff 7 im Brennraum 3 der Verbrennungskraftmaschine verbrennt. Die aus der Verbrennung resultierende Druckerhöhung wird über den Kolben 2 in Bewegung umgesetzt und kann zum Beispiel für den Antrieb eines Kraftfahrzeuges genutzt werden.
  • Es handelt sich somit um eine Verbrennungskraftmaschine, die als Dieselmotor nach dem Stand der Technik bekannt ist. Aus Gründen der Vereinfachung wurden Ein- und Auslassventile nicht dargestellt. Weiterhin wurden aus Gründen der Vereinfachung keine Glühkerze, Kraftstoffpumpen oder andere, bei Dieselmotoren nach dem Stand der Technik üblichen, Sensoren oder Stellglieder dargestellt, da sie hier für das Verständnis der Erfindung nicht von Bedeutung sind.
  • In 1 wird Verbrennungsluft 6 zusammen mit rückgeführtem, gekühlten Abgas 8 von dem Verdichter 14 verdichtet und stromaufwärts von einer Ladeluftkühlung oder -klimatisierung 28 gekühlt. Dem gekühlten Verbrennungsluft-Abgasgemisch 29 wird zum einen über ein Einblasventil 21, das in die Verbrennungsluftzuführung 4 hineinragt, gasförmiger Kraftstoff 7 zugeführt. Über eine Verbindungsleitung 20, die in die Gasphase 7 des Mischkraftstoffs 10 hineinragt, ist das Einblasventil 21 mit einem druckfesten Kraftstofftank 22 verbunden. Zum anderen wird flüssiger Mischkraftstoff 10 durch ein Hochdruckeinspritzventil 9 direkt in den Brennraum 3 eingebracht, das ebenfalls durch eine Verbindungsleitung 23, mit der Flüssigphase des Mischkraftstoffs 10 in dem druckfesten Kraftstofftank 22 verbunden ist. Die Einbringung der Kraftstoffe 7, 10 wird durch ein Steuergerät 24 gesteuert welches durch Steuerleitungen 25 entsprechende Steuerimpulse an die Einspritzventile 9, 21 sendet.
  • Die bei der Verbrennung entstehenden Abgase 11 werden über die Abgasabführung 12 einer Abgasturbine 13 zugeführt die einen Verdichter 14 für die angesaugte Luft 6 antreibt. Stromabwärts der Abgasturbine 13 werden die Abgase 11 durch ein Abgasreinigungssystem 15 geleitet in dem schädliche Abgasbestandteile wie Ruß, Kohlenmonoxid CO, Kohlenwasserstoffe HC und Stickoxide NOx reduziert werden. Ein oder mehrere Sensoren 26 ermitteln die für die Reinigung der Abgase 11 erforderlichen Werte und übermitteln sie über die Verbindungsleitung 27 an das Steuergerät 24. Der überwiegende Teil der gereinigten Abgase 16 wird über das Abgasrohr 17 abgeführt. Ein geringerer Teil 18 der Abgase 11 wird über eine Abgaskühlvorrichtung 19 dem Verbrennungsluftverdichter 14 als gekühltes Abgas 8 zugeführt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2008/131788 [0006]
    • DE 102012207124 A1 [0007]
    • WO 2014/095234 [0008]
    • WO 2013/087222 [0009]

Claims (6)

  1. Verbrennungskraftmaschine, vorzugsweise ein Dieselmotor, vorzugsweise mit mehreren Zylindern, nach dem Stand der Technik mit Aufladung, vorzugsweise mit Ladeluftkühlung oder -klimatisierung und gekühlter oder klimatisierter externer Abgasrückführung, vorzugsweise einer Niederdruck-Abgasrückführung und variablen Ventilsteuerzeiten dadurch gekennzeichnet, dass in ihren Brennraum (3) Mischkraftstoff (10), vorzugsweise Dieselkraftstoff gemischt mit LPG in Flüssigphase, und gasförmiger Kraftstoff (7), vorzugsweise LPG in Gasphase (7) in einer Masse unterhalb seiner Selbstentzündungsgrenze, und rückgeführtes Abgas (8), in wechselnden Anteilen eingebracht und verbrannt wird.
  2. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine Klopfregelung (30) die Masse des zugeführten gasförmigen Kraftstoffs (7) unter der Selbstentzündungsgrenze hält.
  3. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass überschüssiges, für die Verbrennung der zugeführten Kraftstoffmasse nicht benötigtes Verbrennungsluftvolumen (6) durch eine Summe von gasförmigem Kraftstoffvolumen (7) und rückgeführtem Abgasvolumen (8) in den Brennräumen ersetzt wird.
  4. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass eine Änderung des gasförmigen Kraftstoffvolumens (7) durch rückgeführtes Abgas (8) volumengleich ausgeglichen wird.
  5. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass eine transiente Lastpunktänderung vorrangig durch Veränderung der Kraftstoffmasse des gasförmigen Kraftstoffes (7) ausgeregelt wird.
  6. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass bei transientem Betrieb die Regelung des rückgeführten Abgasvolumens (8) durch die Kombination von interner und externer Abgasrückführung, mit der Möglichkeit einer zyklusaufgelösten Abschaltung der internen Abgasrückführungsrate erfolgt.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008131788A1 (de) 2007-04-26 2008-11-06 Fev Motorentechnik Gmbh Regelung einer kraftfahrzeug-verbrennungskraftmaschine
WO2013087222A1 (de) 2011-12-17 2013-06-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung zum erzeugen von elektrischer energie
DE102012207124A1 (de) 2012-04-27 2013-10-31 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, Einrichtung zur Steuerung- und/oder Regelung einer Brennkraftmaschine, Brennkraftmaschine und Verwendung der Einrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
WO2014095234A1 (de) 2012-12-19 2014-06-26 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine mit variabler ventilsteuerung und abgasrückführung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008131788A1 (de) 2007-04-26 2008-11-06 Fev Motorentechnik Gmbh Regelung einer kraftfahrzeug-verbrennungskraftmaschine
WO2013087222A1 (de) 2011-12-17 2013-06-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung zum erzeugen von elektrischer energie
DE102012207124A1 (de) 2012-04-27 2013-10-31 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, Einrichtung zur Steuerung- und/oder Regelung einer Brennkraftmaschine, Brennkraftmaschine und Verwendung der Einrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
WO2014095234A1 (de) 2012-12-19 2014-06-26 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine mit variabler ventilsteuerung und abgasrückführung

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